特許 6388876 石英の上部ドーム及び下部ドーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6388876

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】石英の上部ドーム及び下部ドーム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20180903BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

【請求項の数】14

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2015-553739(P2015-553739)

(86)(22)【出願日】2013年12月18日

(65)【公表番号】特表2016-509751(P2016-509751A)

(43)【公表日】2016年3月31日

(86)【国際出願番号】US2013076295

(87)【国際公開番号】WO2014113179

(87)【国際公開日】20140724

【審査請求日】2016年11月17日

(31)【優先権主張番号】61/753,410

(32)【優先日】2013年1月16日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/780,447

(32)【優先日】2013年3月13日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】チャン， アンチョン

(72)【発明者】

【氏名】ブリルハート， ポール

(72)【発明者】

【氏名】サミール， メフメト トゥールル

(72)【発明者】

【氏名】グエン， アン エヌ．

(72)【発明者】

【氏名】パタレイ， ケイラーシュ キラン

(72)【発明者】

【氏名】クマール， スラジット

(72)【発明者】

【氏名】アボアガイ， スティーヴ

(72)【発明者】

【氏名】カールソン， デーヴィッド ケー．

(72)【発明者】

【氏名】クップラオ， サティシュ

(72)【発明者】

【氏名】ラニッシュ， ジョゼフ エム．

(72)【発明者】

【氏名】セレブリャーノフ， オレグ

(72)【発明者】

【氏名】イウ， トンミン

(72)【発明者】

【氏名】ラウ， シュー−クワン

(72)【発明者】

【氏名】チュー， ツウォミン

(72)【発明者】

【氏名】ディニス， ハーマン

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５２１８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２４５４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２７４８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱処理チャンバの中で使用するためのドームアセンブリであって、
上部ドームを含み、前記上部ドームは、
中央窓部、及び
前記中央窓部の周囲で前記中央窓部と係合する周辺フランジであって、前記周辺フランジが、０．５インチ〜２インチのフィレット半径を有し、前記中央窓部と前記周辺フランジの交線を通る、前記中央窓部の内側表面上の接線が、前記周辺フランジの平坦な上表面に対して８°〜１６°の角度である、周辺フランジを含む、ドームアセンブリ。

【請求項2】

前記接線が、前記周辺フランジの前記平坦な上表面に対して１０°の角度である、請求項１に記載のドームアセンブリ。

【請求項3】

前記周辺フランジの前記平坦な上表面が、前記熱処理チャンバの中に配置された基板支持体の基板受け面によって画定される水平面と実質的に平行である、請求項１または２に記載のドームアセンブリ。

【請求項4】

前記中央窓部が、３．５ｍｍ〜６ｍｍの厚さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項5】

前記中央窓部が、前記中央窓部の広がりに沿って９００ｍｍ〜２５００ｍｍの曲率半径を有する、請求項４に記載のドームアセンブリ。

【請求項6】

前記周辺フランジの外周面が、処理の間、横方向の圧力にかけられる、請求項１から５いずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項7】

前記周辺フランジが、不透明又は光学的に透明な材料から作られ、前記中央窓部が、光学的に透明な材料から作られる、請求項１から６のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項8】

前記周辺フランジが、１０ｍｍ〜７０ｍｍの幅を有し、前記中央窓部が、１３０ｍｍ〜２５０ｍｍの外径を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項9】

前記上部ドームに対向して配置される下部ドームを更に含み、前記上部ドームと前記下部ドームは、前記熱処理チャンバの内部領域を概して画定し、前記下部ドームは、
中央開口と、
周辺フランジと、
半径方向外側に広がり、前記周辺フランジと前記中央開口を接続する底部とを含み、前記下部ドームの前記底部と前記周辺フランジの交線を通る、前記底部の外側表面上の接線が、前記下部ドームの前記周辺フランジの平坦な底表面に対して８°〜１６°の角度である、請求項１から８のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項10】

前記底部の前記外側表面上の前記接線が、前記下部ドームの前記周辺フランジの前記平坦な底表面に対して１０°の角度である、請求項９に記載のドームアセンブリ。

【請求項11】

前記下部ドームの前記周辺フランジの前記平坦な底表面が、前記熱処理チャンバの中に配置された基板支持体の基板受け面によって画定される水平面と実質的に平行である、請求項９または１０に記載のドームアセンブリ。

【請求項12】

前記底部が、４ｍｍ〜１０ｍｍの厚さを有する、請求項９から１１のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項13】

前記下部ドームの前記周辺フランジが、不透明又は光学的に透明な材料から作られ、前記底部が、光学的に透明な材料から作られる、請求項９から１２のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【請求項14】

前記下部ドームの前記周辺フランジが、１０ｍｍ〜９０ｍｍの幅を有し、前記底部が、３００ｍｍ〜６００ｍｍの外径を有する、請求項９から１３のいずれか一項に記載のドームアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本発明の実施形態は、概して、基板を加熱するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ 半導体基板は、集積デバイスやマイクロデバイスの製造を含む幅広い種類の応用のために処理される。基板を処理する一つの方法は、基板の上面の上に、誘電体材料又は導電金属などの材料を堆積させることを含む。例えば、エピタキシは、基板の表面上に、通常シリコン又はゲルマニウムの薄い超高純度の層を成長させる堆積プロセスである。材料は、支持体上に配置された基板の表面と平行にプロセスガスを流し、ガスから材料を基板表面上に堆積させるために、プロセスガスを熱分解することによって、横流チャンバの中で堆積されうる。

【0003】

［０００３］ 最新のシリコン技術で用いられる最も普通のエピタキシャル（ｅｐｉ）膜堆積リアクタは、設計において類似している。けれども、基板条件及びプロセス条件の他に、リアクタ設計は、精密なガス流及び正確な温度制御の組合せを用いるエピタキシャル成長における膜質にとって非常に重要である。エピタキシャル堆積の均一性に影響を及ぼす、流量制御、チャンバ容積及びチャンバ加熱は、上部ドーム及び下部ドームの設計に依存する。従来の上部ドームの設計は、流れの均一性に負の影響を及ぼし、乱れを引き起こし、基板上の堆積ガス濃度の全体的な均一性に影響を及ぼす、基板の上の断面積における急な大きい変化により、プロセス均一性を制限する。同様に、従来の下部ドームのデザインは、温度均一性に負の影響を及ぼし、ランプヘッドを基板から遠ざけ、不十分な全体的な熱均一性と最小のゾーン制御に帰結する、基板の下の断面積における急な大きい変化により、プロセス均一性を制限する。これは、次に、プロセス均一性と全体的なチャンバプロセス持続可能性を制限する。

【0004】

［０００４］ 流れの特性は、基板上の膜の性能に直接に影響するので、中心からエッジまでの強力な調整能力と処理チャンバの至る所で均衡のとれた流れの場により、基板の至る所で均一な温度の場を提供する堆積装置に対する必要が存在する。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］ 本発明の実施形態は、熱処理チャンバの中で使用するためのドームアセンブリに関する。ドームアセンブリは、中央窓と、中央窓の周囲で中央窓に係合する上部周辺フランジとを含む上部ドームであって、中央窓と上部周辺フランジの交線を通る、中央窓の内側表面上の接線が、周辺フランジの平坦な上表面によって定義される平面に対して約８°〜約１６°の角度である、上部ドームと、中央開口、下部周辺フランジ、及び下部周辺フランジと中央開口を接続する底部を含む下部ドームであって、底部と下部周辺フランジの交線を通る、底部の外側表面上の接線が、下部周辺フランジの平坦な底表面によって定義される平面に対して約８°〜約１６°の角度である、下部ドームとを含む。

【0006】

［０００６］ 別の実施形態では、基板を処理するための熱処理チャンバが提供される。熱処理チャンバは、中央窓部と、中央窓部の周囲で中央窓部に係合する上部周辺フランジとを含む上部ドームであって、中央窓部と上部周辺フランジの交線を通る、中央窓部の内側表面上の接線が、上部周辺フランジの平坦な上表面によって定義される平面に対して約８°〜約１６°の角度である、上部ドームと、上部ドームに対向して配置された下部ドームであって、上部ドームと下部ドームは熱処理チャンバの内部領域を概して画定し、下部ドームは、中央開口、下部周辺フランジ、及び半径方向外側に広がって、下部周辺フランジと中央開口を接続する底部を含み、底部と下部周辺フランジの交線を通る、底部の外側表面上の接線が、下部周辺フランジの平坦な底表面によって定義される平面に対して約８°〜約１６°の角度である、下部ドームと、熱処理チャンバの中に配置され、基板を支持し、下部ドームに対して基板を移動させるためのサセプタとを含む。

【0007】

［０００７］ 本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態の幾つかは添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、従って発明の範囲を限定すると見なすべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を許容しうることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】［０００８］本発明の一実施形態による、裏側加熱処理チャンバの概略断面図である。

【図1B】［０００９］図１Ａの線１Ｂ−１Ｂに沿って見た、処理チャンバの概略側面図を示す。

【図1C】［００１０］３つの支持アームと３つのダミーアームの設計を有する基板支持体の透視図を示す。

【図2】［００１１］図２Ａは、本発明の一実施形態による、上部ドームの断面図を示す。［００１２］図２Ｂは、図２Ａに示された上部ドームの上面図を示す。［００１３］図２Ｃは、フィレット半径を示す接合ジョイントの拡大図である。

【図3A】［００１４］本発明の一実施形態による、図１Ａの処理チャンバの中で使用されうるガス吸入メカニズムの部分透視断面図を示す。

【図3B】［００１５］第一の吸入チャネルの垂直路に対して角度（α）で配置されている第一の吸入チャネルの二次吸入口を示す。

【図3C】［００１６］第一の吸入チャネルと第二の吸入チャネルが、プロセスガス供給源と流体連通していることを示す。

【図4A】［００１７］本発明の一実施形態による、図１Ａのクランプリングの代わりに使用されうるクランプリングの透視図を示す。

【図4B】［００１８］クランプリングを通って形成される分配プレナムと連通する下部表面の中の開口を示す。

【図5】［００１９］図５Ａと図５Ｂは、一実施形態による、一つ又は複数のフレキシブル支持棒を含む一つ又は複数のランプアセンブリの概略図である。

【図6】［００２０］本発明の一実施形態による、図１のライナアセンブリの代わりに使用されることのできるライナアセンブリの透視図を示す。

【図7】［００２１］図７Ａと図７Ｂは、本発明の一実施形態による、図１Ａの下部ドームの代わりに使用されうる下部ドームの概略図である。［００２２］図７Ｃは、フィレット半径を示す接合ジョイントの拡大図である。

【図8A】［００２３］図１Ａと図１Ｂのベースリングの代わりに使用されうる例示的なベースリングの透視断面図を示す。

【図8B】［００２４］本発明の一実施形態による、上部リングと下部リングを示す、別の角度からの図８Ａのベースリングの透視図である。

【図8C】［００２５］図８Ｂのベースリングの拡大部分断面図であり、上部リングと下部リングを受け取るための、それぞれベースリングの上面と底面の中に形成される上部トレンチと下部トレンチを示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［００２６］ 理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一つの実施形態の要素および特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれうることが企図される。

【0010】

［００２７］ 以下の記述では、説明の目的のために、本発明の徹底的な理解を提供するため、多数の詳細が記述される。幾つかの例では、本発明を不明瞭にすることを回避するため、周知の構造及び装置が、詳細によりはむしろ、ブロック図の形で示される。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能にするのに十分詳細に記載される。他の実施形態が利用されうるということと、本発明の範囲から逸脱することなく、論理的、機械的、電気的及び他の変化がなされうるということが理解されるべきである。

【0011】

［００２８］ 図１Ａは、本発明の一実施形態による裏側加熱処理チャンバ１００の概略断面図を示す。図１Ｂは、図１Ａの線１Ｂ−１Ｂに沿って見た、処理チャンバ１００の概略側面図を示す。ライナアセンブリ１６３と円形シールド１６７が、明確さのために、図１Ｂから省略されたことに留意されたい。処理チャンバ１００が、基板１０８の上面上での材料の堆積を含んで、一つ又は複数の基板を処理するために使用されうる。処理チャンバ１００は、処理チャンバ１００の中に配置された基板支持体１０６の裏側１０４を、他の部品の中でも特に、加熱するための放射加熱ランプ１０２の列を含みうる。幾つかの実施形態において、放射加熱ランプの列は、上部ドーム１２８の上に配置されてもよい。基板支持体１０６は、示されているようなディスク状の基板支持体１０６であってもよいし、又は図１Ｂに示されるような中央開口のないリング状の基板支持体１０７であってもよく、これは、ランプ１０２の熱放射への基板の曝露を容易にするために、基板のエッジから基板を支持する。

【0012】

例示的な基板支持体
［００２９］ 幾つかの実施形態において、基板支持体１０６は、図１Ｃに示されるような、複数アームの設計であってよい。図１Ｃに示される実施形態において、基板支持体１９０は、３つの支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅ並びに３つのダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ及び１９２ｆを有し、支持アームとダミーアームの各々が、中心シャフト１９４を通って伸びている軸「Ｇ］の周囲で、外側に伸び、互いから角度的に間隔が空けられている。より多くの又はより少ない支持アーム又はダミーアームが、考えられる。支持アームの長さ方向に沿ったダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ及び１９２ｆの各々の角１９６が、より良い光学系のために面取りされてもよい。支持アームとダミーアーム１９２ａ−１９２ｆの各々が、軸「Ｇ」に対して約５°〜約１５°の角度「Ａ］でありうる。一つの例において、角度「Ａ］は、約１０°である。基板を閉じ込め、横移動しないようにするために、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅの先端が、上方に曲げられてもよい。

【0013】

［００３０］ ダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ及び１９２ｆは、概して、基板と接触せず、又は他の仕方で基板を支持することはない。その代り、ダミーアームは、ランプ１０２からのより良い熱伝達バランス又は熱のより一様な分布を提供し、それにより、処理の間の基板の正確な温度制御を容易にするように、設計される。処理の間、基板支持体１９０は、基板支持体及び／又は基板を加熱するために利用される熱エネルギーを、ランプから吸収する。吸収された熱は、基板支持体１９０から放射される。基板支持体１９０、詳細には支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅによって放射された放射熱は、基板支持体１９０及び／又は基板によって吸収される。支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅの、基板支持体１９０又は基板への相対的に近接した位置のため、熱は、基板支持体１９０へ容易に放射され、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅに隣接する領域の温度上昇を引き起こす。けれども、ダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ及び１９２ｆの利用は、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅから基板支持体１９０及び／又は基板への熱のより均一な放射を容易にし、それゆえ、ホットスポットの発生が減少する。例えば、ダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ及び１９２ｆの利用は、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ及び１９２ｅに隣接する３つの局所的なホットスポット／ラインではなく、基板支持体の均一な放射をもたらす。

【0014】

［００３１］ 図１Ａに戻って、基板支持体１０６は、処理チャンバ１００の中で上部ドーム１２８と下部ドーム１１４の間に配置されている。上部ドーム１２８、下部ドーム１１４及び上部ドーム１２８と下部ドーム１１４の間に配置されるベースリング１３６は、処理チャンバ１００の内部領域を概して画定する。図１Ａでは基板支持体１０６によって覆い隠されているが、図１Ｂでは見えるローディングポート１０３を通って、基板１０８（正確な縮尺ではない）が、処理チャンバ１００の中へ持って来られ、基板支持体１０６の上に配置されることができる。

【0015】

［００３２］ 基板支持体は１０６は、高い処理位置に示されているが、アクチュエータ（図示せず）によって処理位置より下のローディング位置へと垂直に移動されてもよく、ローディング位置で、リフトピン１０５が、下部ドーム１１４と接触し、基板支持体１０６の穴と中心シャフト１３２を通過し、基板１０８を基板支持体１０６から持ち上げる。その後、ロボット（図示せず）が、処理チャンバ１００に入り、基板１０８を係合し、ローディングポート１０３を通ってチャンバから基板１０８を取り去りうる。その後、基板支持体１０６は、デバイス側１１６を上にして、基板１０８を基板支持体１０６の表側１１０の上に置くために、処理位置へ持ち上げられうる。

【0016】

［００３３］ 基板支持体１０６は、処理位置に置かれている間、処理チャンバ１００の内部容積を、基板より上のプロセスガス領域１５６と基板支持体１０６より下のパージガス領域１５８へと分割する。基板支持体１０６は、処理チャンバ１００内の熱流とプロセスガス流の空間的偏差の効果を最小化し、従って基板１０８の均一な処理を容易にするために、処理の間、中心シャフト１３２によって回転させられる。基板支持体１０６は、中心シャフト１３２によって支持され、中心シャフトは、基板１０８のローディング及びアンローディングの間、及び場合によっては処理の間、基板１０８を上下方向１３４に移動させる。基板支持体１０６は、ランプ１０２からの放射エネルギーを吸収し、放射エネルギーを基板１０８に伝導するために、炭化ケイ素又は炭化ケイ素で被覆されたグラファイトから形成されうる。

【0017】

［００３４］ 概して、上部ドーム１２８の中央窓部と下部ドーム１１４の底部は、石英などの光学的に透明な材料から形成される。図２Ａに関して以下でより詳細に論じられるように、上部ドーム１２８の厚さ及び湾曲度は、処理チャンバの中の均一な流れの均一性のためにより平坦な形状寸法を提供するように、本発明に従って、構成されうる。

【0018】

［００３５］ ランプ１０２の列などの一つ又は複数のランプが、特定の最適な望ましい仕方で、下部ドーム１１４の下に隣接して中心シャフト１３２の周囲に配置されることができ、プロセスガスが上を通り過ぎるときに、基板１０８の様々な領域で温度を独立に制御し、これにより基板１０８の上面上への材料の堆積を容易にする。本明細書では詳細に論じられないが、堆積される材料は、ガリウムヒ素、窒化ガリウム又は窒化アルミニウムガリウムを含みうる。

【0019】

［００３６］ ランプ１０２は、バルブ１４１を含むように構成され、摂氏約２００度〜摂氏約１６００度の範囲内の温度に基板１０８を加熱するように構成されうる。各ランプ１０２は、分電盤（図示せず）に連結され、それを通して電力が、各ランプ１０２に供給される。ランプ１０２は、ランプヘッド１４５の中に配置され、ランプヘッドは、例えば、ランプ１０２とランプ１０２の間に置かれたチャネル１４９の中に導入される冷却流体によって、処理の間又は処理の後に冷却されうる。ランプヘッド１４５は、原因の一つとして、ランプヘッド１４５が下部ドーム１１４に近接しているため、伝導及び放射で下部ドーム１１４を冷却する。ランプヘッド１４５はまた、ランプ壁及びランプの周囲のリフレクタ（図示せず）の壁を冷却しうる。あるいは、下部ドーム１１４は、対流法により冷却されうる。応用に応じて、ランプヘッド１４５は、下部ドーム１１４と接触してもよいし、接触しなくてもよい。ランプヘッド１４５の更なる説明が、図５Ａと図５Ｂに関して以下で論じられる。

【0020】

［００３７］ 円形シールド１６７が、任意選択で、基板支持体１０６の周囲に配置され、ライナアセンブリ１６３によって囲まれてもよい。シールド１６７は、プロセスガスのための予熱ゾーンを提供している間、ランプ１０２から基板１０８のデバイス側１１６への熱／光ノイズの漏れを防止又は最小化する。シールド１６７は、ＣＶＤ ＳｉＣ、ＳｉＣで被覆された焼結グラファイト、成長したＳｉＣ、不透明な石英、被覆された石英、又はプロセスガス及びパージガスによる化学分解に対して耐久性のある任意の類似の適当な材料から作られうる。

【0021】

［００３８］ ライナアセンブリ１６３は、ベースリング１３６の内周の中に組み入れられるように又は内周によって囲まれるように大きさが決められる。ライナアセンブリ１６３は、処理容積（すなわち、プロセスガス領域１５６とパージガス領域１５８）を処理チャンバ１００の金属壁から保護する。金属壁は、前駆体と反応し、処理容積の中で汚染を引き起こしうる。ライナアセンブリ１６３は、単一の物体として示されているが、図３Ａ〜図３Ｃ及び図６に関して以下で論じられるように、ライナアセンブリ１６３は、異なる構成を有する一つ又は複数のライナを含んでよい。

【0022】

［００３９］ 基板支持体１０６からの基板１０８の裏側加熱の結果として、基板支持体上の温度測定／制御のために光学高温計１１８を使用することができる。光学高温計１１８による温度測定は、この方法で基板の表側１１０を加熱することは放射率に依存しないので放射率が不明である基板デバイス側１１６でも行われうる。その結果、ランプ１０２から光学高温計１１８に直接に到達する背景放射は最小となり、光学高温計１１８は、基板支持体１０６から伝導する高温の基板１０８からの放射のみを感知することができる。

【0023】

［００４０］ 基板１０８から放射されている赤外線を基板１０８の上へと反射するために、リフレクタ１２２が、任意選択で、上部ドーム１２８の外側に置かれてもよい。リフレクタ１２２は、クランプリング１３０を用いて上部ドーム１２８に固定されてもよい。クランプリング１３０の詳細な説明が、図４Ａと図４Ｂに関して以下で更に論じられる。リフレクタ１２２は、アルミニウム又はステンレス鋼などの金属で作ることができる。反射の効率は、金などの非常によく反射する被覆でリフレクタ領域を被覆することにより改善されることができる。リフレクタ１２２は、冷却源（図示せず）と接続された一つ又は複数の機械加工されたチャネル１２６を有することができる。チャネル１２６は、リフレクタ１２２の一つの側に形成される通路（図示せず）に接続する。通路は、水などの流体の流れを運ぶように構成され、リフレクタ１２２を冷却するためにリフレクタ１２２の一部表面又は全表面を覆う任意の望ましいパターンでリフレクタ１２２の当該側に沿って水平に走ってよい。

【0024】

［００４１］ プロセスガス供給源１７２から供給されるプロセスガスが、ベースリング１３６の側壁の中に形成されるプロセスガス吸入口１７４を通ってプロセスガス領域１５６の中に導入される。プロセスガス吸入口１７４は、プロセスガスを概して半径方向内側に向けるように構成される。膜形成プロセスの間、基板支持体１０６は、プロセスガス吸入口１７４に隣接し、プロセスガス吸入口１７４とほぼ同じ高さである処理位置に置かれてもよく、これによりプロセスガスは、流路１７３に沿って上方へと回って流れ、基板１０８の上面を渡って層流式に流れる。プロセスガスは、（流路１７５に沿って）処理チャンバ１００のプロセスガス吸入口１７４の反対側に置かれたガス噴出口１７８を通ってプロセスガス領域１５６を出る。ガス噴出口１７８を通るプロセスガスの除去は、それに連結された真空ポンプ１８０によって促進されうる。プロセスガス吸入口１７４とガス噴出口１７８は、互いに一直線に並べられ、ほぼ同じ高さに配置されるので、そのような平行な配列は、比較的平坦な上部ドーム１２８と結び付くとき（以下で詳細に論じられるように）、基板１０８に渡って概して平面状の均一なガス流を可能にするであろうと信じられている。更なる半径方向の均一性が、基板支持体１０６を通した基板１０８の回転により提供されうる。

【0025】

角度の付いた注入を行う例示的なガス吸入口
［００４２］ 幾つかの実施形態において、プロセスガス供給源１７２は、複数種類のプロセスガス、例えば第三族前駆体ガス及び第五族前駆体ガス、を供給するように構成されうる。複数のプロセスガスが、同じプロセスガス吸入口１７４を通って又は別々のガス吸入口を通って処理チャンバ１００の中に導入されうる。別々のガス吸入口が望まれる場合、代替的方法が、処理チャンバの中でのプロセスガスの混合を改善するように適合されうる。図３Ａは、プロセスガス又はガスのプラズマなどの一つ又は複数の流体を処理容積（例えば、プロセスガス領域１５６及びパージガス領域１５８）に供給するために図１Ａ及び図１Ｂの処理チャンバの中で用いられうる、本発明の一実施形態による、ガス吸入メカニズム３００の部分透視断面図を示す。ガス吸入メカニズム３００は、図６のライナアセンブリ６００の注入器ライナ６１４などの注入器ライナとして役立ってもよく、図１Ａのプロセス供給源１７２などのプロセスガス供給源３７２と流体連通している注入挿入ライナアセンブリ３３０の上に載ってもよく又は注入挿入ライナアセンブリ３３０によって支えられてもよい。図３Ｃでより良くわかるように、注入挿入ライナアセンブリ３３０は、交互に配列され、制御された方法で異なるプロセスガスを供給するように構成されるガス通路の第一の組３３１ａとガス通路の第二の組３３１ｂを含みうる。

【0026】

［００４３］ 概して、ガス吸入メカニズム３００は、プロセスガス（複数可）が処理チャンバの中に導入されるべき場所に配置される。ガス吸入メカニズム３００は、第一の吸入チャネル３０４と第二の吸入チャネル３０６を有する本体３０２を含む。第一の吸入チャネル３０４と第二の吸入チャネル３０６は、各々、一つ又は複数のプロセスガス供給源３７２と流体連通する。本体３０２は、概して、処理チャンバ１００の内周の一部を回る。本体３０２は、上部ライナ及び排気ライナ（例えば、図６の上部ライナ６０８及び排気ライナ６１２）に形成される切欠きに取付けられるように大きさが決められる円柱内径を含みうる。それゆえ、本体３０２は、ライナアセンブリの排気ライナと上部ライナに取外し可能に結合される。ライナアセンブリの更なる詳細が、図６に関して以下で論じられる。

【0027】

［００４４］ 第一の吸入チャネル３０４は、注入挿入ライナアセンブリ３３０の中に形成される第一のガス通路３３１ａの長手方向軸と実質的に直交する長手方向軸を有する。第一のプロセスガスが、プロセスガス供給源３７２からガス通路の第一の組３３１ａを通って、第一の吸入口３０５と流体連通している第一の吸入チャネル３０４の中に流されうる。第一の吸入口３０５は、第一のプロセスガスを処理チャンバの中に、例えば図１Ａに示すようなプロセスガス領域１５６の中に供給するように構成される。ガス吸入メカニズム３００は、一つ又は複数の第一の吸入口３０５、例えば約３〜２０個の第一の吸入口を有してよく、第一の吸入口３０５の各々は、それぞれの第一の吸入チャネル３０４に接続し、第一の吸入チャネルは、第一のガス通路３３１ａ及びプロセスガス供給源３７２に通じる。より多くの又はより少ない第一の吸入口３０５が考えられる。

【0028】

［００４５］ 第一のプロセスガスは、特定のプロセスガスであってもよいし、又は幾つかのプロセスガスの混合であってもよい。あるいは、応用に応じて、一つ又は複数の第一の吸入口３０５が、少なくとも一つの他の第一の吸入口と異なる一つ又は複数のプロセスガスを供給してもよい。一つの実施形態において、第一のプロセスガスが、第一の吸入口３０５に存在した後に、図示されているように第一の方向３０７に沿った角度で流れているように、第一の吸入口３０５の各々が、基板１０８の長手方向と通常平行な水平面「Ｐ］に対して角度「θ」で構成される。第一の吸入口３０５の長手方向と水平面「Ｐ］の間の角度「θ」は、約９０°より小さい、例えば４５°より小さい、例えば約５°〜約３０°、例えば約１５°であってよい。図３Ｂに示された例において、第一の吸入口３０５は、第一の吸入チャネル３０４に対して約２５°〜約８５°、例えば約４５°〜約７５°の角度（α）で構成される。

【0029】

［００４６］ 第二の吸入チャネル３０６は、ガス吸入口の数及び導入されるべきプロセスガスの点で、第一の吸入チャネル３０４と設計において実質的に類似してよい。例えば、第二の吸入チャネル３０６は、一つ又は複数のプロセスガス供給源３７２と流体連通してよい。幾つかのプロセスガスの混合であってもよい第二のプロセスガスが、プロセスガス供給源３７２からガス通路の第二の組３３１ｂを通って、第二の吸入口３０８と流体連通している第二の吸入チャネル３０６の中に流されうる。あるいは、一つ又は複数の第二の吸入口３０８が、少なくとも一つの他の第二の吸入口と異なる一つ又は複数のプロセスガスを供給してもよい。第二の吸入口３０８は、第二のプロセスガスを処理チャンバの中に、例えば図１Ａに示すようなプロセスガス領域１５６の中に供給するように構成される。詳細には、第二の吸入口３０８の各々が、第二のプロセスガスを、第二の吸入口３０８に存在した後に、第一の方向３０７と異なる第二の方向３０９（図３Ｂを参照）に供給するように構成される。第二の方向３０９は、基板の長手方向と平行な水平面「Ｐ」と概して平行である。

【0030】

［００４７］ 同様に、ガス吸入メカニズム３００は、一つ又は複数の第二の吸入口３０８、例えば約３〜２０個の第二の吸入口を有してよく、第二の吸入口３０８の各々は、それぞれの第二の吸入チャネルに接続し、第二の吸入チャネルは、ガス通路及びプロセスガス供給源３７２に通じる。より多くの又はより少ない第二の吸入口３０８が考えられる。

【0031】

［００４８］ 第一の吸入口３０５及び第二の吸入口３０８の各々において流量、プロセスガス組成などが独立に制御されうることが、考えられる。例えば、幾つかの例において、第一の吸入口３０５の幾つかは、第二の吸入口３０８によって供給される第二のプロセスガスとの所望の流れの相互作用を達成するために、処理の間中、使用されなくてもよいし又はパルス状に使用されてもよい。第一の吸入チャネル３０４及び第二の吸入チャネル３０６が、ただ一つの二次吸入口しか含まない幾つかの場合において、二次吸入口は、上記と同様な理由によりパルス状であってよい。

【0032】

［００４９］ 第一の吸入チャネル３０４の第一の吸入口３０５及び第二の吸入チャネル３０６の第二の吸入口３０８は、処理チャンバの内周に沿って互いに対して垂直方向にずらして配列されてもよい。あるいは、第一の吸入チャネル３０４の第一の吸入口３０５及び第二の吸入チャネル３０６の第二の吸入口３０８は、垂直な一直線上に配列されてもよい。いずれの場合も、第一の吸入口３０５からの第一のプロセスガスが、第二の吸入口３０８からの第二のプロセスガスと適切に混合するように、第一の吸入口３０５と第二の吸入口３０８は、配列される。第一のプロセスガスと第二のプロセスガスの混合は、第一の吸入口３０５の角度の設計によっても改善されると思われる。第一の吸入チャネル３０４の第一の吸入口３０５は、第二の吸入チャネル３０６の第二の吸入口３０８により近接していてもよい。けれども、幾つかの実施形態において、第一のプロセスガスと第二のプロセスガスが、吸入口に存在した直後にあまりに早く混合するのを防止するために、第一の吸入口３０５と第二の吸入口３０８の間に適当な距離を設けることが有利でありうる。

【0033】

［００５０］ ガス吸入メカニズム３００の本体３０２は、図２Ａに関して以下で論じるように、上部ドームの平坦に近い構成と調和するように、高さが低くされてもよい。一つの実施形態において、本体３０２の全高は、約２ｍｍ〜約３０ｍｍ、例えば約６ｍｍ〜約２０ｍｍなど、例えば約１０ｍｍであってよい。プロセスガス領域１５６に面する本体３０２の側の高さ「Ｈ_１」は、約２ｍｍ〜約３０ｍｍ、例えば約５ｍｍ〜約２０ｍｍであってよい。本体３０２の高さが低くされるので、第一の吸入チャネル３０４の高さが、強度を維持するために、それに応じて低くされてもよい。一つの例において、第一の吸入チャネル３０４の高さ「Ｈ_２」（高さ「Ｈ_１」に対向している）は、約１ｍｍ〜約２５ｍｍ、例えば約６ｍｍ〜約１５ｍｍである。外側通路３１０を低くすることは、注入のより浅い角度をもたらすであろう。

【0034】

［００５１］ 図１Ａに戻って、パージガスが、ベースリング１３６の側壁の中に形成される任意選択のパージガス吸入口１６４を通って（又はプロセスガス吸入口１７４を通って）パージガス源１６２からパージガス領域１５８に供給されてもよい。パージガス吸入口１６４は、プロセスガス吸入口１７４より下の高さに配置される。円形シールド１６７又は予熱リング（図示せず）が用いられる場合、円形シールド又は予熱リングは、プロセスガス吸入口１７４とパージガス吸入口１６４の間に配置されうる。いずれの場合も、パージガス吸入口１６４は、パージガスを概して半径方向内側に向けるように構成される。膜形成プロセスの間、基板支持体１０６は、パージガスが、流路１６５に沿って下方へと回って流れ、基板支持体１０６の裏側１０４を渡って層流式に流れるような位置に置かれてよい。いかなる特定の理論にも縛られるものではないが、パージガスの流れは、プロセスガスの流れがパージガス領域１５８の中に入ることを防止する若しくは実質的に回避する又はパージガス領域１５８（すなわち、基板支持体１０６の下の領域）に入るプロセスガスの拡散を減少させると思われる。パージガスは、（流路１６６に沿って）パージガス領域１５８を出て、処理チャンバ１００のパージガス吸入口１６４の反対側に置かれたガス噴出口１７８を通って処理チャンバから排気される。

【0035】

［００５２］ 同様に、パージプロセスの間、基板支持体１０６は、パージガスが基板支持体１０６の裏側１０４を横方向に横切って流れることを可能にするように、高い位置に置かれてもよい。プロセスガス吸入口、パージガス吸入口及びガス噴出口は、例示目的のために示されており、ガス吸入口又は噴出口等の位置、大きさ又は数は、基板１０８上の材料の均一な堆積を更に容易にするように調整されうるということが、当業者により認識されるべきである。

【0036】

［００５３］ 希望する場合には、パージガス吸入口１６４は、プロセスガスをプロセスガス領域１５６の中に閉じ込めるために、パージガスを上方向に向けるように構成されてもよい。

【0037】

例示的なクランプリング
［００５４］ 図４Ａは、本発明の一実施形態による、図１Ａのクランプリング１３０の代わりに使用されうるクランプリング４００の透視図である。クランプリング４００は、ベースリング（例えば、図１Ａ〜図１Ｂ及び図８Ａ〜図８Ｃのベースリング）よりも相対的に上に配置され、クランプリング４００の周囲に配置される締め付けレセプタクル４０２によって処理チャンバ１００に固定される。締め具（図示せず）が、クランプリング４００を処理チャンバ１００に固定するために、締め付けレセプタクル４０２を通って処理チャンバ１００の側壁の中の凹部の中に配置される。

【0038】

［００５５］ クランプリング４００は、冷却導管４０４などの冷却特徴を設けてよい。冷却導管４０４は、クランプリング４００を通ってクランプリングの周囲に水などの冷却流体を循環させる。冷却流体は、入口４０８を通って冷却導管４０４に導入され、導管４０４を通って循環し、出口４１０を通って出て来る。冷却導管４０４は、冷却流体が導管４０４の一つからもう一つの導管４０４に流れることを可能にするランプ４０６によって接続されてもよい。

【0039】

［００５６］ 図４Ａの実施形態において、一つの導管４０４が、クランプリング４００の内側部分の周りに配置され、他方、第二の導管４０４が、クランプリング４００の外側部分の周りに配置される。クランプリング４００の内側部分が、最も多くの熱に曝され、処理チャンバ１００のプロセス状況に最も近いので、冷却流体は、クランプリング４００の内側部分の周りに配置された導管４０４に導入される。冷却流体は、比較的低い温度で導入されるので、クランプリング４００の内側部分から最も効率的に熱を吸収する。冷却流体がクランプリング４００の外側部分の周りに配置された導管４０４に到達するとき、冷却流体の温度は上昇してしまっているが、それでもなお冷却流体は、内側部分よりも加熱されていないクランプリング４００の外側部分の温度を調節する。このように、冷却流体は、クランプリング４００を通って対向流の仕方で流される。

【0040】

［００５７］ 図４Ａのクランプリング４００はまた、上部ドーム１２８を冷却するために設けられたガス流特徴を有する。冷却ガスのための吸入マニホールド４２２は、冷却ガスを処理チャンバ１００の上部ドーム１２８に当てる。ガス吸入口４１２は、吸入プレナム４１４に沿ってガスを分配する吸入プレナム４１４と連通する。下部表面４１６の開口（図示せず）は、図４Ｂに示されているクランプリング４００を通って形成された分配プレナム４１８と連通する。

【0041】

［００５８］ 図４Ｂは、別の実施形態による処理チャンバのリッド部の断面図である。リッド部は、クランプリング４００を含む。ガスは、上部ドーム１２８の周囲に近接する分配プレナム４１８及び吸入プレナム４２０の中へ流れる。ガスは、上部ドーム１２８の温度を調節している上部ドーム１２８の上部表面に沿って流れる。

【0042】

［００５９］ 図４Ａを再び参照して、ガスは、収集プレナム４２８とガス噴出口４３０に連通する出口プレナム４２６を有する出口マニホールド４２４の中に流れる。上部ドーム１２８の熱状態を調節することは、熱応力が許容範囲を超えるのを防止し、上部ドーム１２８の下部表面上の堆積を減少させる。上部ドーム１２８上の堆積を減少させることは、上部ドーム１２８を通ってリフレクタ１２２に到り上部ドーム１２８を通って戻るエネルギーフラックスを公称レベルに維持し、処理の間、基板１０８の中の温度偏差及び非均一性を最小化する。

【0043】

例示的なランプヘッドアセンブリ
［００６０］ 図５Ａと図５Ｂは、本発明の実施形態による、図１Ａのランプヘッド１４５の代わりに使用されうる一つ又は複数のランプアセンブリ５２０の概略図である。ランプアセンブリ５２０は、一つ又は複数のフレキシブル支持棒５２４を含む。図５Ａは、一つの実施形態による、ランプヘッド５４５とプリント基板５５２とともに下部ドーム１１４の断面図を示す。以下で論じられるように、ランプアセンブリ５２０の各々が、フレキシブル支持棒５２４に取付けられることができ、フレキシブル支持棒は、使用される下部ドーム１１４の角度に従って異なる高さを有しうる。ランプアセンブリ５２０、フレキシブル支持棒５２４及びランプヘッド５４５は、リフレクタ（図示せず）などの他の部品と共に、ランプヘッドアセンブリの一部である。図５Ｂは、一つの実施形態による、一つ又は複数のランプアセンブリ５２０に接続される一つ又は複数のフレキシブル支持棒５２４を示す。図７Ａと図７Ｂに関して以下で論じられるように、下部ドーム１１４は、中央開口７０８を有する、概して円形の浅いマティーニグラス又は漏斗の形状で形成されることができる。ランプアセンブリ５２０は、基板の様々な領域で温度を独立に制御するために、指定された最適な望ましい方法で中心シャフト（例えば、図１Ａの中心シャフト１３２）の周囲に下部ドーム１１４に隣接して下部ドーム１１４の下に配置される。

【0044】

［００６１］ 図５Ａは、下部ドーム１１４、ＰＣＢ５５２及び一つ又は複数のランプアセンブリ５２０を示し、ここでは６個のランプアセンブリ５２０として示される。明瞭さのために幾つかの要素が記載から除外されたことが、当業者には明らかであろう。ＰＣＢ５５２は、一つ又は複数のランプアセンブリ５２０への電力分配を制御するように設計された任意の標準的な回路基板でありうる。ＰＣＢ５５２は、一つ又は複数のランプアセンブリ５２０との接続のための一つ又は複数の接続スロット５１２を更に含むことができ、ここでは６個の接続スロットとして示される。ＰＣＢ５５２は、平坦であるとしてここで描かれているけれども、ＰＣＢは、処理チャンバの要求に従った形であってよい。一つの実施形態において、ＰＣＢ基板は、ランプヘッド５４５と平行に配置される。

【0045】

［００６２］ 一つ又は複数のランプアセンブリ５２０の各々が、ランプバルブ５２２及びランプベース５２３を概して含む。ランプバルブ５２２は、ハロゲンランプ、赤外線ランプ及び加熱デバイスとして適合される同様なものなどの、基板を加熱し、指定された温度に維持することができるランプでありうる。ランプアセンブリ５２０は、一つ又は複数のフレキシブル支持棒５２４と接続することができ、図５Ｂを参照してより詳細に記載される。

【0046】

［００６３］ 下部ドーム１１４は、石英などの半透明材料を含むことができ、下部ドームに関して本開示に記載される一つ又は複数の元素を組み入れることができる。下部ドームは、４〜６ｍｍの厚さでありうる。ランプヘッド５４５は、下部ドーム１１４の下に近接して配置されることができる。一つの実施形態において、ランプヘッド５４５は、下部ドーム１１４から約１ｍｍ離れている。

【0047】

［００６４］ ランプヘッド５４５は、ランプバルブ５２２の特定の位置及び配向を保証する複数の固定のランプヘッド位置５０４を有する。ランプヘッド５４５は、４００以上もの数の固定のランプヘッド位置５０４を有することができる。固定のランプヘッド位置５０４は、複数の同心円配向でありうる。固定のランプヘッド位置５０４は、孔が内半径から外半径へ広がるにつれて、深くなりうる。固定のランプヘッド位置５０４は、ランプヘッド５４５の中にあけられた孔でありうる。一つの実施形態において、ランプベース５２３は、固定の配向にランプヘッド５４５によって保持され、ランプヘッド５４５によって冷却される。

【0048】

［００６５］ ランプアセンブリ５２０及び接続スロット５１２は、６個１組として示されているが、この数は、限定的であることを意図していない。適当な基板温度を維持するために必要とされるのに応じて、各々についてより多くてもよいし、又はより少なくてもよい。更に、これは三次元構造の側面図であるということを理解することが重要である。故に、部品は直線的に配置されているように見えるけれども、任意の位置又は位置の組合せが可能である。例えば、円形のＰＣＢ５５２上で、ランプは、Ｘ軸及びＹ軸の両方で３ｃｍの間隔で配置され、このようにして円を満たしてもよい。この実施形態の多数の変形例が存在することを、当業者は理解でるであろう。

【0049】

［００６６］ 図５Ｂは、一つの実施形態による、フレキシブル支持棒５２４を示す。ここに示されるフレキシブル支持棒５２４は、ソケット５２６及びコンタクトアダプタ５２８を含む。フレキシブル支持棒５２４は、ソケット５２６に標準的なｍｉｌｌ−ｍａｘソケットを有し、コンタクトアダプタ５２８に同等のコンタクトアダプタを有し、このようにしてランプ／支持棒インターフェース及び支持棒／ＰＣＢインターフェースを作るものとして、ここに描かれている。けれども、この設計の選択は、限定的であることを意図するものではない。ソケットのデザインは、電源からランプ５２２に電力を伝えることができる、幾つかの現在のデザイン又は未だ作られていないデザインのうちの一つであることができる。一つの実施形態において、フレキシブル支持棒は、はんだ付けなどによって恒久的にＰＣＢに取付けられる。

【0050】

［００６７］ フレキシブル支持棒５２４は、ランプが電源から電力を受け取るように、導電性構成要素と非導電性構成要素の両方から構成されることができる。一つの例において、真ちゅう又は銅などの導電性金属が、電力をランプ５２２に伝えるために用いられ、導電性金属は、プラスチック、フレキシブルガラス又はセラミックファイバ又はビーズから作られたハウジングなどの、非導電性のハウジングによって囲まれる。フレキシブル支持棒５２４は、下部ドーム１１４への適切な放射伝達にとって適当な種々の長さであることができる。フレキシブル支持棒５２４は、長さが異なるので、ランプアセンブリ５２０は、下部ドーム１１４に沿って同じ全体的なサイズ及び形状を維持することができる。

【0051】

［００６８］ 更に、フレキシブル支持棒５２４は、直線である必要はない。フレキシブル支持棒５２４は、湾曲を帯びることができるので、ランプ軸は、処理チャンバの中心軸と平行である必要はない。つまり、フレキシブル支持棒５２４は、ランプ軸に所望のインボリュート角を持たせることができる。本明細書に記載されるフレキシブル支持棒５２４は、エラストマを伴うプラスチックなどのフレキシブル材料から構成されることができる。

【0052】

［００６９］ 本明細書に記載されるフレキシブル支持棒５２４は、交換可能性と配向の両方で利益を提供することができる。フレキシブル支持棒５２４は、曲がった構造又はフレキシブル材料を組み入れている場合、ＰＣＢ５５２と直角に配向されていない固定のランプヘッド位置５０４でランプヘッド５４５と接続されうる。更に、フレキシブル支持棒５２４は、非消耗であるように設計される。ランプアセンブリ５２０が故障した場合、ランプアセンブリ５２０は、唯一つのサイズのランプアセンブリ５２０によって取り替えることができ、従って、ＰＣＢ５５２上の又はランプヘッド５４５の中のランプアセンブリ５２０の位置にかかわらず、ランプアセンブリ５２０をチャンバの中で交換可能とする。

【0053】

［００７０］ フレキシブル支持棒５２４は、ランプヘッド５４５の中に形成された固定のランプヘッド位置５０４とＰＣＢ５５２の中に形成された接続スロット５１２の間の適当な位置決めを提供する。ランプヘッド５４５は、銅などの、熱伝導性の材料から構成されることができる。他の実施形態において、ランプヘッド５４５は、銅の円錐の断片又はランプヘッド５４５を中心軸１３２に接近させる内径と下部ドーム１１４のエッジとほぼ一致する外形を有する回転の環でありうる。

【0054】

［００７１］ スペーサ５１４などの、一つ又は複数の支持構造体が、ＰＣＢ５５２の上を覆って形成されることができる。この例で示されるようなスペーサ５１４は、ランプアセンブリ５２０を垂直方向に維持するなど、ランプバルブ５２２の特定の方向を維持するように、ＰＣＢ５５２とランプアセンブリ５２０と合わせて働くことができる。更に、フレキシブル支持棒５２４は、リップ５２５などの、スペーサ５１４と相互作用する一つ又は複数の構造体を有することができる。この実施形態において、リップ５２５は、フレキシブル支持棒の完全な挿入を保証し、フレキシブル支持棒５２４とランプバルブ５２２の両方の方向を維持する。

【0055】

例示的なライナアセンブリ
［００７２］ 図６は、本発明の実施形態による、図１Ａのライナアセンブリ１６３の代わりに使用されることのできる例示的なライナアセンブリの透視図を示す。ライナアセンブリ６００は、図１Ａと図１Ｂの処理チャンバなどの処理チャンバの内部の処理領域をライニングするように構成される。ライナアセンブリ６００は、ガス吸入ポート６０２、ガス噴出ポート６０４及びローディングポート６０６を概して備える。ライナアセンブリ６００は、ガス吸入ポート６０２、ガス噴出ポート６０４及びローディングポート６０６の位置が、それぞれプロセスガス吸入口８７４、ガス噴出口８７８及びローディングポート８０３と実質的に同じ高さで概して一致するように、図８Ａ〜図８Ｃのベースリングと合わせて働きうる。同じ高さのガス吸入口／噴出口は、処理チャンバへのより短い流路を可能にし、高コンダクタンスの排気及び注入を可能にする。それゆえ、層状のガス流と移行が、より制御される。

【0056】

［００７３］ ライナアセンブリ６００は、処理チャンバの中に配置されたベースリング（例えば、図１Ａ〜図１Ｂ及び図８Ａ〜図８Ｃのベースリング）の中に組み入れられうる又はベースリングによって囲まれうる。ライナアセンブリ６００は、一体の部品として形成されてもよいし、又は一緒に組立てることができる複数の部品を含んでもよい。一つの例において、ライナアセンブリ６００は、モジュール式である複数の部品（又はライナ）を含み、モジュール設計により追加の柔軟性や費用の節約を提供するために個々に又は全体として交換されるように適合される。ライナアセンブリ６００のモジュール設計は、保守容易性及び高い機能性を可能にする（すなわち、図３Ａに示される二次吸入口３０５などの様々な注入器の取り替え）。一つの実施形態において、ライナアセンブリ６００は、垂直に積み重ねられる上部ライナ６０８と下部ライナ６１０を少なくとも含む。排気ライナ６１２は、位置安定性を改良するために、上部ライナ６０８の一部によって結合されうる。

【0057】

［００７４］ 上部ライナ６０８と排気ライナ６１２は、注入器ライナ６１４を受け入れるように切り抜かれうる。注入器ライナ６１４は、図３Ａの本体３０２に概して対応し、図３Ａ〜図３Ｃに関して上記で論じたガス吸入メカニズム３００などのガス吸入メカニズムを含んでよい。上部ライナ６０８、下部ライナ６１０、排気ライナ６１２及び注入器ライナ６１４の各々が、ベースリング（図示せず）の中に組み入れられるようにサイズが決められる概して円柱の外径を含む。ライナ６０８、６１０、６１２、６１４の各々が、重力及び／又はライナ６０８、６１０、６１２のうちの幾つかの中または上に形成された突起部及び嵌合凹部などのインタロック装置（図示せず）によりベースリングによって支持されうる。上部ライナ６０８及び下部ライナ６１０の内側表面６０３は、処理容積（例えば、プロセスガス領域１５６及びパージガス領域１５８）に曝される。

【0058】

［００７５］ 一つの実施形態において、上部ライナ６０８には、円周方向に沿って外周面上に凹み特徴６１６が設けられてもよい。凹み特徴６１６は、上部ライナ６０８の外周面全体に沿って又は等しい間隔で設けられうる。凹み特徴６１６は、上部ライナ６０８上のパージ能力を可能にし、それによりライナアセンブリ上の不必要な堆積を防止し、同時にライナアセンブリの温度を制御する。

【0059】

例示的な上部ドーム
［００７６］ 図２Ａと図２Ｂは、本発明の実施形態による、図１Ａの上部ドーム１２８の代わりに使用されうる上部ドーム２００の概略図である。図２Ａは、上部ドーム２００の断面図を示す。図２Ｂは、上部ドーム２００の上面図を示す。上部ドーム２００は、実質的に円形の形状（図２Ｂ）を有し、わずかに凸状の外側表面２１０とわずかに凹状の内側表面２１２（図２Ａ）を有する。以下でより詳細に論じられるように、凸状の外側表面２１０は、基板処理の間、処理チャンバの中の低下した内部圧力に対する外部気圧の圧縮力に対抗するのに十分に曲がっており、同時に、プロセスガスの整然とした流れと反応物質材料の均一な堆積を促進するのに十分に平坦である。

【0060】

［００７７］ 上部ドーム２００は、熱放射を通す中央窓部２０２と中央窓部２０２を支持するための周辺フランジ２０４を概して含む。中央窓部２０２は、概して円形の周囲を有するものとして示される。周辺フランジ２０４は、中央窓部２０２を支持境界面２０６に沿って中央窓部２０２の周囲において及び周囲の周りに係合する。周辺フランジ２０４は、周辺フランジと側壁の間に配置されるＯリング（図１Ａの符号１８４）によって処理チャンバの側壁の中に密閉され、処理チャンバの中の処理ガスが周囲環境の中に逃げるのを防止するための密閉を提供しうる。ここでは詳細に論じないが、下部ドームは、Ｏリング（図１Ａの符号１８２）を用いて処理チャンバの側壁の中で同様に支持されることができることが予期される。より少ない数のＯリング１８２、１８４が用いられてもよいし、又はより多い数のＯリング１８２、１８４が用いられてもよい。

【0061】

［００７８］ 周辺フランジ２０４は、不透明に作られてもよいし、又は透明な石英から作られてもよい。上部ドーム２００の中央窓部２０２は、著しく吸収することなく、ランプからの直接放射に対して概して光学的に透明である透明な石英などの材料から作られてもよい。あるいは、中央窓部２０２は、狭帯域フィルタリング能力を有する材料から作られてもよい。加熱された基板及び基板支持体から再放射された熱放射のうちのいくらかは、中央窓部２０２の中へと通って、中央窓部２０２により著しく吸収されうる。これらの再放射は、中央窓部２０２の中で熱を発生させ、熱膨張力を生ずる。Ｏリングを直接に熱放射に曝露されることから保護するために不透明に作られてもよい周辺フランジ２０４は、中央窓部２０２よりも相対的に冷たいままであり、それにより、中央窓部２０２は、最初の室温での曲がり以上に外側に曲がる。中央窓部２０２は、薄く作られており、曲がりに適応するのに十分な柔軟性を有するが、他方、周辺フランジ２０４は、厚く、中央窓部２０２を閉じ込めるのに十分な剛性を有する。その結果、中央窓部２０２の中の熱膨張は、熱補償曲がりとして表される。中央窓部２０２の熱補償曲がりは、処理チャンバの温度が上昇するにつれて、増加する。

【0062】

［００７９］ 周辺フランジ２０４と中央窓部２０２は、溶接ジョイント「Ｂ」によって両端で固定される。周辺フランジ２０４は、中央窓部２０２の薄さから周辺フランジ２０４のバルクへの滑らかで緩やかな変化によって画定される寸法移行部２１３に沿ってフィレット半径「ｒ」で作られる。図２Ｃは、周辺フランジ２０４のフィレット半径を示す接合ジョイント「Ｂ」の拡大図を示す。フィレット半径は、周辺フランジ２０４の内側の底部、移行部２１３の主本体及び中央窓部２０２と噛み合う部分を含む３つの曲線とみなされうる連続的に曲がった凹面である。それゆえ、フィレット半径は、３つの曲線を通じて同じ半径でなくともよい。フィレット半径は、フィレット半径の表面輪郭を決定し、その後、この輪郭に最もぴったり合う球面を数学的に決定することにより、通常、測定される。この最もぴったり合う球面の半径が、フィレット半径である。

【0063】

［００８０］ フィレット半径は、周辺フランジ２０４と中央窓部２０２とが接するジョイントの境界面において鋭い角を除去する。鋭い角の除去はまた、鋭い角を有するジョイントよりも均一で厚い被覆が装置のジョイント上に堆積されることを可能にする。フィレット半径は、緩やかな変化を伴う、より良い流れのための周辺フランジ２０４の半径方向の厚さの増大と、中央窓部２０２の「平坦に近い」湾曲（以下で論じられる）とを備えるように選択され、その結果、流れの乱れが減少し、均一性が良くなる。最も重要なことには、フィレット半径を有するジョイントはまた、ジョイントでの剪断力を減少又は除去する。様々な実施形態において、周辺フランジのフィレット半径「ｒ」は、約０．１インチ〜約５インチの範囲であり、例えば、約０．５インチ〜約２インチの範囲である。一つの例において、フィレット半径「ｒ」は、約１インチである。

【0064】

［００８１］ より大きいフィレット半径の周辺フランジ２０４ほど、熱応力及び空気による応力を扱うのに理想的である。以前に論じたように、基板の処理の間、上部ドーム２００には、処理チャンバ内の低下した内部圧力と上部ドームに働く外部気圧との間の大きな圧力差による強い引張応力がかかる。強い引張応力は、上部ドームの変形を引き起こしうる。しかし、横方向の圧力「Ｐ」が、周辺フランジ２０４の側面に内向きにかけられる場合、上部ドーム２００の引張応力は、処理の間、大いに減少させることができるということが、認められた（図２Ａ）。周辺フランジ２０４にかけられる横方向の圧力は、中央窓部２０２を外に向かって曲げ、このようにしてドームの変形を相殺する。本明細書において、横方向の圧力「Ｐ」は、周辺フランジ２０４の外周面２０５にかけられる重量ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）での所与の大きさの荷重力を指す。一つの実施形態において、横方向の圧力「Ｐ」は、約２００ｐｓｉ又はそれより大きくてよい。別の実施形態において、横方向の圧力「Ｐ」は、約４５ｐｓｉ〜約１５０ｐｓｉであってよい。一つの実施形態において、横方向の圧力「Ｐ」は、約８０ｐｓｉ〜約１２０ｐｓｉである。

【0065】

［００８２］ 周辺フランジ２０４の引張応力は、横方向の圧力「Ｐ」がない場合の１３００ｐｓｉ〜２０００ｐｓｉから、横方向の圧力が周辺フランジ２０４にかけられる場合に１０００ｐｓｉ未満に低下させることができることが、認められた。先に言及した大きいフィレット半径「ｒ」と組み合わせると、約８０ｐｓｉの横方向の圧力「Ｐ」が、周辺フランジ２０４にかけられる場合、周辺フランジ２０４の引張応力は、大いに低下させることができる。横方向の圧力「Ｐ」が、約１５０ｐｓｉに増加する場合、引張応力は更に減少させることができる。

【0066】

［００８３］ 中央窓部２０２の厚さと外方向への湾曲は、熱補償曲がりが対処されることを保証するように選択される。図２Ａの実施形態において、中央窓部２０２の内側湾曲は、球面状として示され、軸「Ａ」に沿った中心「Ｃ」と大きな曲率半径「Ｒ」を持つ球面の断片によって形成される。室温と約１２００℃又はそれより高い処理温度の間の基板温度で０〜１気圧の圧力差に耐えるのに十分な曲がりを与えるために、中央窓部２０２は、中央窓部２０２の長さ又は広がりに沿った任意の点で約１１２２ｍｍプラスマイナス３００ｍｍの曲率半径「Ｒ」を有しうる。曲率半径は、上部ドームの角度（θ）、直径及び厚さ、周辺フランジの厚さ又は幅並びに上部ドーム２００の表面２１０、２１２に働く圧力差等に依存して変化しうるので、曲率半径の範囲は、例示目的のみであることが意図されるということが予期される。様々な例において、曲率半径「Ｒ」は、約９００ｍｍ〜約２５００ｍｍでありうる。

【0067】

［００８４］ 図２Ａを参照して、一つの実施形態において、上部ドーム２００は、中央窓部２０２が、水平面「Ｅ」に対して角度（θ）だけ傾いているように作られる。水平面「Ｅ」は、基板（図示せず。例えば図１Ａの基板１０８など）の長手方向又は基板支持体１０６の基板受け面によって画定される水平面と概して平行である。あるいは、水平面「Ｅ」は、周辺フランジ２０４の平坦な上表面２０３から半径方向に広がる平面とみなすことができる。従って、水平面「Ｅ」は、周辺フランジ２０４の平坦な上表面２０３と実質的に平行である。角度（θ）は、より詳細には、周辺フランジ２０４の平坦な上表面２０３（又は水平面「Ｅ」）と、中央窓部２０２と周辺フランジ２０４の交線を通る、中央窓部２０２の凹状の内側表面２１２上の接線２０７の間の角度として定義することができる。中央窓部２０２の厚さは、実質的に一定に作られるので、凸状の外側表面２１０で測定することと凹状の内側表面２１２で測定することは、同じ角度を得るはずである。種々の実施形態において、水平面「Ｅ」と接線２０７の間の角度（θ）は、概して２２°未満である。一つの実施形態において、角度（θ）は、約６°〜約２０°であり、例えば、約６°〜約８°、約８°〜約１０°、約１０°〜約１２°、約１２°〜約１４°、約１４°〜約１６°、約１６°〜約１８°、約１８°〜約２０°などである。一つの例において、角度（θ）は、約１０°である。約１０°の傾きの中央窓部２０２は、約２２°又はそれより大きい角度（θ）を通常有する従来の上部ドームより平坦な上部ドームを提供する。また角度（θ）の減少により、従来の上部ドームと比べて、上部ドーム２００が約０．０５インチ〜０．８インチ、例えば約０．３インチ下がる。

【0068】

［００８５］ 上部ドーム２００の全外径は、約２００ｍｍ〜約５００ｍｍでありえ、例えば約２４０ｍｍ〜約３３０ｍｍなど、例えば約２９５ｍｍなどでありうる。中央窓部２０２は、例えば約２ｍｍ〜約４ｍｍ、約４ｍｍ〜約６ｍｍ、約６ｍｍ〜約８ｍｍ、約８ｍｍ〜約１０ｍｍなどの、約２ｍｍ〜約１０ｍｍの一定の厚さ「Ｔ_１」を有しうる。幾つかの例において、中央窓部２０２の厚さは、約３．５ｍｍ〜約６．０ｍｍである。一つの例において、中央窓部２０２の厚さは、約４ｍｍである。薄い中央窓部２０２ほど、小さい熱容量を有し、上部ドーム２００が急速に加熱及び冷却することを可能にする。中央窓部２０２は、約１３０ｍｍ〜約２５０ｍｍ、例えば約１６０ｍｍ〜約２１０ｍｍの外径「Ｄ_１」を有しうる。一つの例において、中央窓部２０２の直径は、約１９０ｍｍである。周辺フランジ２０４は、約２５ｍｍ〜約１２５ｍｍ、例えば約４５ｍｍ〜約９０ｍｍの厚さ「Ｔ_２」を有しうる。「Ｔ_２」は、平坦な上表面２０３と平坦な底表面２０９の間の厚さとして概して定義される。一つの例において、周辺フランジ２０４の厚さは、約７０ｍｍである。周辺フランジ２０４の幅「Ｗ_１」は、約５ｍｍ〜約９０ｍｍ、例えば約１２ｍｍ〜約６０ｍｍでありえ、半径とともに変わりうる。一つの例において、周辺フランジ２０４の幅は、約３０ｍｍである。ライナアセンブリが処理チャンバの中で使用されない場合、周辺フランジ２０４の幅は約５０ｍｍ〜約６０ｍｍだけ増加してもよく、中央窓部２０２の幅は、同じ量だけ減少する。そのような場合、周辺フランジ２０４の厚さとドーム角度（θ）は、それに応じて減少してもよく、その量は、本明細書に基づいて当業者により計算されることができる。

【0069】

［００８６］ より低いドーム角度が適合される場合、周辺フランジ２０４は、より中央窓部２０２の方に入って来てもよい。けれども、中央窓部２０２の直径に対する制限要因は、リフレクタ（例えば、図１のリフレクタ１２２）が、基板に予熱リング（使用される場合）を加えた領域に光を反射することができなければならないということである。従って、周辺フランジ２０４をわずかに内側に移動させながら、直径が約１３０ｍｍ〜約３００ｍｍの中央窓部２０２を設けることができることが有利であろう。

【0070】

［００８７］ 上部ドーム２００の「平坦に近い」構成は、ベースリング（図８Ａのベースリング８３６など）及び比較的平坦な下部ドーム（図７Ａと図７Ｂの下部ドーム７００など）と組み合わされたときに、浅い球面状の幾何学形状を形成し、この幾何学形状は、特に、エピタキシャル堆積プロセスなどの、減圧又は低圧の応用が実行される場合、処理チャンバの内部と外部の間の圧力差に耐えることに有効であることが、発明者によって認められた。加えて、上部ドーム２００の「平坦に近い」構成は、横方向の圧力が周辺フランジ２０４に加えられる場合、周辺フランジ２０４と中央窓部２０２の間に配置される溶接ジョイント「Ｂ」の領域内で、より低い剪断応力をもたらすことが認められた。圧力差による中央窓部２０２の応力は、より厚い窓部を用いることにより対処することができるが、厚い窓部により、熱容量が大きくなりすぎる可能性があり、これは安定状態の処理にとって時間の遅れを招く。従って、全体的なスループットは低下する。また、厚い窓部を有する上部ドームは、処理の間、乏しい弾性を示し、中央窓部２０２が周辺フランジ２０４によって半径方向に包含されている間、周辺フランジ２０４における高い剪断応力を引き起こす。更に、厚い窓部は、基板の安定化に影響を与えるであろう熱を放散するのに、より長い時間がかかる。球面状の幾何学形状は、本来的に、減圧圧力を効果的に取り扱うので、上部ドーム２００は、基板より上の断面積が急に大きく変化する従来の容器によって用いられるよりも薄い石英壁を用いることができる。

【0071】

［００８８］ 上部ドーム２００の中央窓部２０２の厚さは、周辺フランジ２０４と中央窓部２０２の間の境界面（図２Ｃ）に現れる剪断応力が対処されることを保証するように、上記の範囲で選択される。石英壁（すなわち、中央窓部２０２）が薄いほど、より効率的な熱伝達媒質となるので、石英により吸収されるエネルギーは少なくなる。従って、上部ドームは、比較的冷たいままである。また、より薄い壁のドームほど、蓄えられるエネルギーが少なくなり、外側表面への伝導経路が短くなるので、より速く温度が安定するであろうし、より早く対流冷却に反応するであろう。従って、上部ドーム２００の温度は、中央窓部２０２のいたる所でのより良い熱均一性を提供するための所望の設定点により近く保つことができる。加えて、中央窓部２０２が、周辺フランジ２０４へ半径方向に伝導する間、薄いドーム壁ほど、基板上の温度均一性が改善される。周辺フランジ２０４の周囲に配置されたＯリングを保護するため、周辺フランジ２０４を過度に加熱しないことが、有利でありうる。処理されている基板の表面上に反射し、膜の均一性を悪化させるであろう不必要な温度勾配をもたらすので、中央窓部２０２を半径方向に過度に冷却しないこともまた、有利である。

【0072】

［００８９］ 以下の表１は、本発明の実施形態による例として与えられる上部ドーム２００の非限定的な詳細事項を提供する。

【0073】

［００９０］ 上部ドーム２００を平らにすることによって、処理チャンバの放射熱伝達特性は、寄生損失の低下と、高温計を可能な限り基板表面の近くに配置することができることによる温度センサに対するノイズの低下に伴い、大いに改善される。改良された上部ドームと下部ドーム（図７Ａ〜図７Ｃに関して、以下に論じられる）はまた、全チャンバ容積を減少させ、これはガス移行時間を改善し、吸排気時間を短縮し、その結果、サイクル時間が短縮され、基板スループットが改善する。加えて、上部ドームの「平坦に近い」構成は、流れの均一性に悪影響を与える基板の上の断面積の急激な変化を有する従来設計と関連する問題を回避するので、チャンバの上部処理領域の中でのガス流の乱れ又は循環を回避する又は著しく最小化する。フランジ半径の増加を伴う平坦に近いことはまた、チャンバ断面にわたっての排気ガス圧力の一定の均一性を容易にし、その結果、基板上の非常に均一な流れの場をもたらす。

【0074】

例示的な下部ドーム
［００９１］ 図７Ａと図７Ｂは、本発明の一実施形態による、図１Ａの下部ドーム１１４の代わりに使用されうる下部ドーム７００の概略図である。図７Ａは、下部ドーム７００の断面図を示す。図７Ｂは、下部ドーム７００の上面図を示す。下部ドーム７００は、わずかに凸状の外側表面７１０とわずかに凹状の内側表面７１２を有する。図７Ａに見ることができるように、下部ドーム７００は、中央開口７０８を有する、概して円形の浅いマティーニグラス又は漏斗の形状で形成される。下部ドーム７００は、中心軸「Ｃ」の周りに半径方向に対称である（図７Ｂ）。先に論じたように、中央開口７０８は、基板のローディング及びアンローディングの間、そこを通る軸（図１の中心軸１３２など）の自由な運動を提供する。下部ドーム７００は、脚部７０２、周辺フランジ７０４及び脚部７０２と周辺フランジ７０４を接続するように半径方向に広がる底部７０６を概して含む。周辺フランジ７０４は、底部７０６の周囲を囲むように構成される。あるいは、周辺フランジ７０４は、チャンバ設計に依存して、底部７０６を少なくとも部分的に囲んでもよい。いずれの場合も、周辺フランジ７０４は、底部７０６の周囲で底部７０６と係合する。周辺フランジ７０４と底部７０６は、（図１の上部ドーム１２８とベースリング１３６などの）上部ドーム及びベースリングと結びついて、処理チャンバの内部容積を概して画定する。

【0075】

［００９２］ 以下で論じられるように、底部７０６は、薄く作られており、処理の最中の曲がりに適応するのに十分な柔軟性を有するが、他方、周辺フランジ７０４は、厚く、底部７０６を閉じ込めるのに十分な剛性を有する。周辺フランジ７０４は、Ｏリング（図１の符号１８２）を熱放射に直接曝露されることから保護するために、不透明に作られてもよい。あるいは、周辺フランジ７０４は、透明な石英から作られてもよい。下部ドーム７００の底部７０６は、著しく吸収することなく、ランプからの直接放射に対して概して光学的に透明である材料から作られてもよい。

【0076】

［００９３］ 周辺フランジ７０４と底部７０６は、溶接ジョイント「Ｂ」によって両端で固定される。周辺フランジ７０４は、底部７０６の薄さから周辺フランジ７０４のバルクへの滑らかで緩やかな変化によって画定される寸法移行部７１３に沿ってフィレット半径「ｒ」で作られる。図７Ｃは、周辺フランジ７０４のフィレット半径を示す、接合ジョイント「Ｂ」の拡大図を示す。フィレット半径は、周辺フランジ７０４の上部、移行部７１３の主本体及び底部７０６と噛み合う部分を含む３つの曲線とみなされうる連続的に曲がった凹面である。それゆえ、フィレット半径は、３つの曲線を通じて同じ半径でなくともよい。フィレット半径は、フィレット半径の表面輪郭を決定し、その後、この輪郭に最もぴったり合う球面を数学的に決定することにより、通常、測定される。この最もぴったり合う球面の半径が、フィレット半径である。

【0077】

［００９４］ フィレット半径は、周辺フランジ７０４と底部７０６とが接するジョイントの境界面において鋭い角を除去する。鋭い角の除去はまた、鋭い角を有するジョイントよりも均一で厚い被覆が装置のジョイント上に堆積されることを可能にする。フィレット半径は、緩やかな変化を伴う周辺フランジ７０４の半径方向の厚さの増大と、底部７０６の「平坦に近い」構成（以下で論じられるであろう）とをもたらすように選択され、ランプを基板に近接して配置することができるので、基板への均一な放射熱伝達をもたらす。最も重要なことには、フィレット半径を有するジョイントはまた、ジョイントでの剪断力を減少又は除去する。様々な実施形態において、周辺フランジ７０４のフィレット半径「ｒ」は、約０．１インチ〜約５インチの範囲でありえ、例えば、約０．５インチ〜約２インチでありうる。一つの例において、フィレット半径「ｒ」は、約１インチである。

【0078】

［００９５］ より大きいフィレット半径の周辺フランジ７０４ほど、熱応力及び空気による応力を扱うのに理想的である。基板の処理の間、下部ドーム７００には、処理チャンバ内の低下した内部圧力と下部ドームに働く外部気圧との間の大きな圧力差による強い引張応力がかかる。強い引張応力は、下部ドームの変形を引き起こしうる。けれども、横方向の圧力「Ｐ」が、周辺フランジ７０４の側面に内向きにかけられる場合、下部ドームの引張応力は、処理の間、大いに減少させることができるということが認められた（図７Ａを参照）。周辺フランジ７０４にかけられる横方向の圧力は、底部７０６を外に向かって曲げ、このようにしてドームの変形を相殺する。本明細書において、横方向の圧力「Ｐ」は、周辺フランジ７０４の外周面７２６にかけられる重量ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）での所与の大きさの荷重力を指す。一つの実施形態において、横方向の圧力「Ｐ」は、約２８０ｐｓｉ又はそれより大きくてよい。別の実施形態において、横方向の圧力「Ｐ」は、約６０ｐｓｉ〜約２５０ｐｓｉであってよい。一つの実施形態において、横方向の圧力「Ｐ」は、約８０ｐｓｉである。

【0079】

［００９６］ 周辺フランジ７０４の引張応力は、横方向の圧力「Ｐ」がない場合の１３００ｐｓｉ〜２０００ｐｓｉから、横方向の圧力が周辺フランジ７０４にかけられる場合に１０００ｐｓｉ未満に低下させることができることが認められた。先に言及した大きいフィレット半径「ｒ」と組み合わせると、約８０ｐｓｉの横方向の圧力「Ｐ」が、周辺フランジ７０４にかけられる場合、周辺フランジ７０４の引張応力は、大いに低下させることができる。

【0080】

［００９７］ 図７Ａを参照して、一つの実施形態において、下部ドーム７００は、底部７０６が、水平面「Ａ」に対して角度（θ）だけ傾いているように作られる。水平面「Ａ」は、基板（図示せず。例えば図１Ａの基板１０８など）の長手方向又は基板支持体１０６の基板受け面によって画定される水平面と概して平行である。あるいは、水平面「Ａ」は、周辺フランジ７０４の平坦な底表面７０３から半径方向に広がる平面とみなすことができる。従って、水平面「Ａ」は、周辺フランジ７０４の平坦な底表面７０３と実質的に平行である。角度（θ）は、より詳細には、周辺フランジ７０４の平坦な底表面７０３（又は水平面「Ａ」）と、底部７０６と周辺フランジ７０４の交線を通る、底部７０６の凸状の外側表面７１０上の接線７０７の間の角度として定義することができる。底部７０６の厚さは、実質的に一定に作られるので、凸状の外側表面７１０で測定することと凹状の内側表面７１２で測定することは、同じ角度を得るはずである。種々の実施形態において、接線７０７と水平面「Ａ」の間の角度（θ）は、概して２２°未満である。一つの実施形態において、角度（θ）は、約６°〜約２０°であり、例えば、約６°〜約８°、約８°〜約１０°、約１０°〜約１２°、約１２°〜約１４°、約１４°〜約１６°、約１６°〜約１８°、約１８°〜約２０°などである。一つの例において、角度（θ）は、約１０°である。約１０°の傾きの底部７０６は、約２２°又はそれより大きい角度（θ）を通常有する従来の下部ドームより平坦な下部ドーム７００を提供する。角度（θ）の減少により、従来の下部ドームと比べて、下部ドーム７００が、約０．３インチ〜１インチ、例えば約０．６インチ上がるであろう。

【0081】

［００９８］ 下部ドーム７００の底部７０６の厚さは、周辺フランジ７０４と底部７０６の間の境界面（図２Ｃ）に現れる剪断応力が対処されることを保証するように選択される。本発明の様々な実施形態において、底部７０６は、約２ｍｍ〜約１６ｍｍの範囲内、例えば約２ｍｍ〜約４ｍｍ、約４ｍｍ〜約６ｍｍ、約６ｍｍ〜約８ｍｍ、約８ｍｍ〜約１０ｍｍ、約１０ｍｍ〜約１２ｍｍ、約１２ｍｍ〜約１４ｍｍ、約１４ｍｍ〜約１６ｍｍ、の一定の厚さ「Ｔ_２」を有しうる。幾つかの例において、底部７０６の厚さは、約３．５ｍｍ〜約１０ｍｍである。一つの例において、底部７０６は、約６ｍｍの厚さを有しうる。薄い底部７０６ほど、小さい熱容量を提供し、下部ドーム７００が急速に加熱及び冷却することを可能にする。底部７０６は、約３００ｍｍ〜約６００ｍｍ、例えば約４４０ｍｍの外径「Ｄ_２」を有しうる。周辺フランジ７０４は、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲内、例えば約３０ｍｍ、の厚さ「Ｔ_２」及び約１０ｍｍ〜約９０ｍｍ、例えば約５０ｍｍ〜約７５ｍｍの、半径とともに変わりうる幅「Ｗ_２」を有しうる。一つの例において、下部ドーム７００は、約５００ｍｍ〜約８００ｍｍ、例えば約６００ｍｍ、の全外径を有しうる。中央開口７０８は、約３００ｍｍ〜約５００ｍｍ、例えば約４００ｍｍ、の外径を有しうる。別の実施形態において、中央開口７０８は、約１０ｍｍ〜約１００ｍｍ、例えば約２０ｍｍ〜約５０ｍｍ、例えば約３５ｍｍなどの外径を有しうる。下部ドームのサイズ、角度（θ）及び厚さは、チャンバ設計及び下部ドーム７００の両側に働く圧力差に依存して、変わりうることが予期される。

【0082】

［０１００］ 下部ドーム７００の「平坦に近い」構成は、ベースリング（図８Ａのベースリング８３６など）及び比較的平坦な上部ドーム（図２Ａと図２Ｂの上部ドーム２００など）と組み合わされたときに、浅い球面状の幾何学形状を形成し、この幾何学形状は、特に、エピタキシャル堆積プロセスなどの、減圧又は低圧の応用が実行される場合、処理チャンバの内部と外部の間の圧力差に耐えることに有効であることが、証明された。加えて、下部ドーム７００の「平坦に近い」構成は、横方向の圧力が周辺フランジ７０４に加えられる場合、周辺フランジ７０４と底部７０６の間の溶接ジョイント「Ｂ」の領域内において、より低い剪断応力をもたらすことが認められた。圧力差による底部７０６の応力は、より厚いドーム壁（すなわち、底部７０６）を用いることにより対処することができるが、厚いドーム壁により、熱容量が大きくなりすぎる可能性があり、これは安定状態の処理にとって時間の遅れを招く。従って、全体的なスループットは低下する。また、厚いドーム壁は、処理の間、乏しい弾性を示し、底部７０６が周辺フランジ７０４によって半径方向に包含されている間、周辺フランジ７０４における高い剪断応力を引き起こす。厚いドーム壁はまた、基板の安定化に影響を与えるであろう熱を放散するのに、より長い時間がかかる。球面状の幾何学形状は、本来的に、減圧圧力を効果的に取り扱うので、下部ドーム７００は、基板の下の断面積が急に大きく変化する従来の容器よりも薄いドーム壁を用いることができる。

【0083】

［０１０１］ 以下の表２は、本発明の実施形態による例として与えられる下部ドーム７００の非限定的な詳細事項を提供する。

【0084】

［０１０２］ 上記のように、下部ドーム７００と上部ドーム２００を平らにすることにより、処理チャンバの処理容積が減少し、これは吸排気時間を短縮する。従って、基板スループットが改善される。改良された下部ドームはまた、放射加熱ランプが基板の裏側に可能な限り近接して配置することができるので、サセプタと基板への一定の均一な放射熱伝達を提供し、その結果、サセプタの裏側（プレート状の基板支持体（図１Ａ）が用いられた場合）又は基板の裏側（リング状の基板支持体（図１Ｂ）が用いられた場合）でのより良い伝導、より完全なゾーン均一性をもたらし、それにより、基板が置かれるサセプタと可能な限り平行に放射加熱ランプを構成することができるので、寄生損失を低下させる。望まれる場合には、高抵抗コンタクトが、クロストークを軽減するために、流路に沿って石英ドームと石英ドームの間に導入されてもよい。

【0085】

例示的なベースリング
［０１０３］ 図８Ａは、図１Ａと図１Ｂに示されるようなベースリング１３６の代わりに使用されうる例示的なベースリングの透視断面図を示す。ベースリング８３６は、アルミニウム又はステンレス鋼などの任意の適当な材料から作られてよい。ベースリング８３６は、ローディングポート８０３、プロセスガス吸入口８７４及びガス噴出口８７８を概して含み、図１Ａと図１Ｂに示されるローディングポート１０３、プロセスガス吸入口１７４及びガス噴出口１７８と同様に機能する。ベースリング８３６は、図１の処理チャンバの内周の中に受け入れられるようにサイズが決められるリング本体を含む。リング本体は、ローディングポート８０３に長い側、プロセスガス吸入口８７４及びガス噴出口８７８に短い側をそれぞれ持つ概して横長の形状を有しうる。ローディングポート８０３、プロセスガス吸入口８７４及びガス噴出口８７８は、互いに対して約９０°の角度をなしてよい。一つの例において、ローディングポート８０３は、プロセスガス吸入口８７４とガス噴出口８７８の間のベースリング８３６の側に配置され、プロセスガス吸入口８７４とガス噴出口８７８は、ベースリング８３６の両端に配置される。様々な実施形態において、ローディングポート８０３、プロセスガス吸入口８７４及びガス噴出口８７８は、互いに一直線上にあり、図１Ａ〜図１Ｂのローディングポート１０３、プロセスガス吸入口１７４及びガス噴出口１７８と実質的に同じ高さに配置される。

【0086】

［０１０４］ ベースリング８３６の内径８１７は、ライナアセンブリ、例えば図１Ａのライナアセンブリ１６３又は図６に関して上記で論じたライナアセンブリ６００、を受け入れるように構成される。ベースリング８３６のローディングポート８０３、プロセスガス吸入口８７４及びガス噴出口８７８は、ライナアセンブリ（図６）とガス吸入メカニズム（図３Ａ〜図３Ｃ）と合わせて働き、一つ又は複数のプロセス／パージガスを処理容積の中に供給するように構成することができる。

【0087】

［０１０５］ 図示されていないが、ベースリング８３６とクランプリングの間に上部ドーム１２８の周辺フランジを固定するために、締め具が、ベースリング８３６の上面８１４上に形成された締め付けレセプタクル（図示せず）を通って、クランプリング（例えば、図１Ａのクランプリング１３０又は図４Ａのクランプリング４００）の中の凹部（図示せず）の中に配置されてもよい。

【0088】

［０１０６］ 一つの例において、ローディングポート８０３は、約０．５インチ〜約２インチ、例えば約１．５インチ、の高さ「Ｈ_４」を有しうる。ベースリング１３６は、約２インチ〜約６インチ、例えば約４インチ、の高さ「Ｈ_３」を有しうる。ベースリング８３６の高さは、ベースリング８３６の全高が、従来のベースリングの全高より約０．５インチ〜約１インチ低くなるように、設計される。従って、基板と光学高温計（図示せず。例えば、図１Ａの光学高温計１１８）の間の距離もまた、短縮される。その結果、光学高温計の表示解像度は、大きく改善できる。一つの例において、基板と光学高温計の間の距離は、約２５０ｍｍである。上部ドームと下部ドームの間の距離のみならず、基板と光学高温計の間の距離を短縮することによって、処理チャンバの放射熱伝達特性は、寄生損失の減少、温度センサへのノイズの低下、並びに放射加熱ランプから基板への及び上部リフレクタから基板への、中心からエッジまでの均一性が改善された、より多くの熱伝達により、大きく改善される。ベースリング８３６の高さの低下及び図２Ａ〜図２Ｂに関して上記で論じた上部ドームの「平坦に近い」構成はまた、５００℃未満の温度で強固で正確な高温測定を可能にする。プロセスガス吸入口８７４及びガス噴出口８７８の構成は、光の漏れを封じ込めるライナの能力が大きく高まり、５００℃未満の温度で高温測定をより正確にする同心円のプロセスキット（例えば、ライナアセンブリ）を可能にする。

【0089】

［０１０７］ ベースリング８３６は、熱伝導性材料から作られ、下部ドームの平坦に近い構成のため放射加熱ランプに近接しているので、ベースリング８３６は、ベースリングの中に形成され、それを通って水などの冷却流体がベースリングの冷却のために流される一つ又は複数の冷却剤チャネルを含んでよい。冷却剤チャネルは、Ｏリング（例えば、図１ＡのＯリング１８２、１８４）に近接した領域でベースリング８３６の周囲の周りに配置されてもよい。図８Ｂは、本発明の一実施形態による、別の角度からの図８Ａのベースリング８３６の透視図であり、上部リング８１０と下部リング８１２を示す。上部リング８１０と下部リング８１２は、それぞれ、ベースリング８３６の上面８１４と底面８１６に配置するように構成される。上部リング８１０と下部リング８１２は、環状形状を有し、ベースリング８３６と共に組み合わされると、概して同心円又は同軸となる。

【0090】

［０１０８］ 図８Ｃは、図８Ｂのベースリング８３６の拡大部分断面図であり、上部リング８１０と下部リング８１２を受け入れるための、それぞれベースリング８３６の上面８１４と底面８１６（図８Ｂ）の中に形成される上部トレンチ８１８と下部トレンチ８２０を示す。ベースリング８３６は、理解を容易にするため、２つの別々の部分として概略的に示される。上部トレンチ８１８と下部トレンチ８２０は、ベースリング８３６の内周８１７に隣接して形成されうる。上部リング８１０は、上部トレンチ８１８の中に置かれるときに、上部リング８１０と上部トレンチ８１８の間に環状流体流路が画定され、ベースリング８３６のための上部冷却剤チャネル８２２を形成するように、概して「Ｈ」形状で形成されうる。同様に、下部リング８１２は、下部トレンチ８２０の中に置かれるときに、下部リング８１２と下部トレンチ８２０の間に環状流体流路が画定され、ベースリング８３６のための下部冷却剤チャネル８２４を形成するように、概して「Ｈ」形状で形成されうる。上部リング８１０、下部リング８１２及びベースリング８３６は、溶接され、一体型の物体を形成しうる。ベースリング８３６の適切な冷却のために上部リング８１０とベースリング８３６の間及び下部リング８１２とベースリング８３６の間に画定されるそれぞれの環状流体流路を通って冷却流体が循環される限り、上部リング８１０と下部リング８１２は、任意の所望の形状で形成されうる。

【0091】

［０１０９］ 一つの実施形態において、ベースリング８３６は、ベースリング８３６の上面８１４から上方に伸びる上部内壁８２６を含みうる。上部内壁８２６の外側部分８２５と上部リング８１０の内側部分８２７が、Ｏリング（図示せず。例えば、図１ＡのＯリング１８２、１８４）の配置のために、上部トレンチ８１８の近くに、上部環状トレンチ８２８を画定するように、上部内壁８２６は、ベースリング８３６の内周８１７の周りに構成される。同様に、ベースリング８３６は、ベースリング８３６の底面８１６から下方に伸びる底部内壁８３０をも含みうる。底部内壁８３０の外側部分８２９と下部リング８１２の内側部分８３１が、Ｏリング（図示せず。例えば、図１ＡのＯリング１８２、１８４）の配置のために、下部トレンチ８２０の近くに、底部環状トレンチ８３２を画定するように、底部内壁８３０は、ベースリング８３６の内周８１７の周りに構成される。

【0092】

［０１１０］ 処理の間、ベースリング８３６の内周８１７が、最も多くの熱に曝され、処理チャンバ１００のプロセス状況に最も近いので、冷却流体は、冷却源（図示せず）から、ベースリング８３６の内周８１７の周りに配置された上部冷却剤チャネル８２２と下部冷却剤チャネル８２４に導入される。冷却流体は、絶えず導入されるので、ベースリング８３６の内周８１７から最も効率的に熱を吸収する。冷却流体は、ベースリング８３６とＯリングを比較的低温に維持するのを助けるために、上部冷却剤チャネル８２２と下部冷却剤チャネル８２４を通って対向流の仕方で流される。

【0093】

［０１１１］ 上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考え出すこともでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】